【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.28】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23TU0056

利用課題名 / Title

超高感度NMRのためのピックアップコイル精密作製/Fabrication of NMR pick-up coil for super high sensitivity

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学 / Tohoku Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

サブフェムトインクジェット,SrTiO3基板,LaAlO3基板,平面コイル,NMR,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device,量子効果デバイス/ Quantum effect device,高周波デバイス/ High frequency device

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

山中 隆義

所属名 / Affiliation

東北大学金属材料研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

八重樫 光志朗

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

TU-267：サブフェムト・インクジェット

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

薄膜試料は様々な電子物性の制御手段として長らく注目されているが，その薄さゆえにNMRのような感度の低い実験手法を適用することは困難である．この問題に対する一つの対応策として平面コイルが提案されている[1]．これを申請者も実装するためにサブフェムトインクジェット加工機を用いた平面型コイル作製のノウハウを蓄積した

実験 / Experimental

今年度は試験的に市販のSrTiO₃基板とLaAlO3基板上にサブフェムトインクジェット加工機(TU-267：SIJテクノロジ PR150-THU)を用いてスクエアスパイラル型の平面コイルを作製した．また，これらのコイルを用いて基板のNMR信号が観測できるか試験した．

結果と考察 / Results and Discussion

サブフェムトインクジェット加工機では加工に関するパラメータのうちノズルの送り速度と印加電圧はコイル作製する基板によって大きく条件を変える必要があることが分かった．これは加工機が静電気的な力によって導電性インクの微量滴下を行っているという仕組みのためであり，誘電率の大きなSrTiO₃では滴下量が多くなりすぎるためである．このため誘電率が大きい対象にコイル作製するには送り速度を上げて，印加電圧をやや下げることが必要である．また，LaAlO₃上に作成したコイルで¹³⁹Laと²⁷AlのNMR信号の観測を試みたがこれは実現しなかった．このコイルの電気抵抗をテスターで測ったところ10 Ω程あり，この大きな抵抗がNMR信号を抑制したと考えられる．このため描画したコイルのインクが乾燥したのちに再度同じ位置にコイル描画する，いわゆる重ね塗で厚みを増すなどして電気抵抗を下げることが今後の課題である．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

・参考文献　[1] Wencong Liu, Lu Lu, and V. F. Mitrovi´c, Rev. Sci. Instrum. 88, 113902 (2017)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件